Assistenz in der manuellen Montage
durch XTEND|assembly
Durch den Einsatz des stationären Systems XTEND|assembly können Anwender schrittweise durch komplexe Produktionsvorgänge geleitet werden. Hierbei werden relevante Informationen eines Produktionsschrittes in Form von Texten, Grafiken oder Videosequenzen direkt auf den Arbeitsplatz oder auf das Werkstück projiziert und können mit intuitiven Zeige- und Handgesten bedient werden. Durch die Anzeige prozessbezogener Daten im unmittelbaren Umfeld des Arbeitsbereichs wird den Anwendern die Möglichkeit gegeben, wichtige Informationen jederzeit wahrzunehmen und sich gleichzeitig auf ihre primären Arbeitsaufgaben zu konzentrieren. Darüber hinaus wird der anfallende Bedienaufwand minimiert, da zur Interaktion mit dem System keine peripheren Eingabegeräte notwendig sind. 3D-Kameras um den Arbeitstisch herum erfassen dabei nicht nur die Anwender und deren Armbewegungen, sondern auch den Arbeitsraum und alle sich darin befindenden Objekte, wie etwa Materialkisten. Zudem wird Werkzeug, das zuvor mit einfachen Markern versehen wurde, kostengünstig im Einsatz dokumentiert und Verschraubpositionen automatisch bestätigt und protokolliert.
Kontakt
Dr. Sahar Deppe
Fraunhofer IOSB-INA
Campusallee 1 | D-32657 Lemgo
Intelligente Assistenzsysteme
Aufgrund der erwartungsgemäß steigenden Komplexität in der Produktion, des demographischen Wandels und zunehmend kürzeren Produktlebenszyklen müssen Anwender zukünftig verstärkt durch adaptive Assistenzsysteme unterstützt werden. Durch den zielführenden Einsatz von Assistenzsystemen kann hierbei sowohl die Flexibilität eines Systems erhöht, als auch die individuelle Unterstützung von Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen gewährleistet werden. Somit lässt sich ein entscheidender Wettbewerbsvorteil erzielen.
Am Fraunhofer IOSB-INA werden anwendungsspezifische Assistenzsysteme entwickelt, die dank modularem Aufbau vielseitig in der Produktion eingesetzt werden können. Hierbei reichen die Anwendungsfälle von der Anleitung ungelernter Kräfte, über die Unterstützung von Mitarbeitern in komplexen Montageprozessen bis hin zur Unterstützung von Menschen mit geistigen und körperlichen Behinderungen um neue Perspektiven in der inklusiven Arbeit zu ermöglichen.
Die am Fraunhofer IOSB-INA entwickelte Plattform XTEND kombiniert, je nach Anwendungsfall, die Vorteile verschiedener Ein- und Ausgabesysteme und bietet ein modulares Assistenzsystem zur Unterstützung unterschiedlicher industrieller Tätigkeiten an. XTEND erweitert die physische Arbeitsumgebung des Anwenders um prozessbezogene digitale (Zusatz-)Informationen im unmittelbaren Umfeld des Arbeitsbereichs. Hierdurch wird den Beschäftigten die Möglichkeit gegeben, wichtige Informationen beispielsweise unter Zuhilfenahme von Datenbrillen, Projektionen oder mobiler Endgeräte jederzeit wahrzunehmen und sich gleichzeitig auf ihre primäre Arbeitsaufgabe zu konzentrieren. Im Fokus steht dabei eine adaptive Benutzerschnittstelle, welche vor allem die kognitiven und körperlichen Möglichkeiten der Beschäftigten erweitert und die ihre Kompetenz in den Mittelpunkt einer wandlungsfähigen Produktionsumgebung stellt.
Kontextbasierte und mobile Unterstützung durch XTEND|mobile
XTEND|mobile ermöglicht die verbesserte Maschinen- und Anlagenwartung durch die Überlagerung und Einblendung digitaler Informationen in den Arbeitskontext per Datenbrille. Mit Hilfe der im Endgerät verbauten Kamera erkennt das Assistenzsystem die Umgebung des jeweiligen Arbeitskontextes. Somit können für den Prozess relevante Komponenten der Maschine visuell gekennzeichnet werden. Die in dem System verbaute Gestenerkennung kann eine Interaktion der Anwender mit diesen Komponenten registrieren und somit adaptive und situationsabhängige Inhalte anbieten. Zudem können die Anwender digitale Informationen in Formen von Notizen an strategisch wichtigen Stellen des Arbeitsszenarios hinterlegen. Diese Informationen können Arbeitsinstruktionen, Montageunterstützungen oder etwa Informationen zur Instandhaltung beinhalten. So können sie zu einem späteren Zeitpunkt unter Zuhilfenahme der Applikation an der gleichen Stelle wieder aufgefunden, abgerufen und aktualisiert werden.
On-the-job-Qualifizierung durch XTEND|training
XTEND|training ermöglicht die Einarbeitung unerfahrener Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen in den Bereichen Montage, Wartung und Instandhaltung. Die aktive Unterstützung der Beschäftigten erfolgt durch projektionsbasierte Montageunterstützung sowie Nachverfolgung der getätigten Arbeitsschritte durch Hand- und Gestenerkennung. Auf diese Weise soll einerseits die Qualität der montierten Produkte erhöht werden und andererseits die Möglichkeit geschaffen werden, Beschäftigte gezielter auf Produktbesonderheiten hinzuweisen um mögliche Fehlerquellen bereits im Vorfeld kenntlich zu machen. Das Assistenzsystem richtet sich hierbei nach den individuellen Bedürfnissen und Fähigkeiten der Beschäftigten und passt die Schnelligkeit und die Inhalte des Lernprozesses unter Zuhilfenahme intelligenter Algorithmen dementsprechend an. So kann beispielsweise die visuelle Montageassistenz im Laufe des Anlernprozesses vermindert werden, um monotone Arbeitsvorgänge zu vermeiden und die Beschäftigten während des Prozesses effektiv zu fördern
Standortübergreifende Assistenz durch XTEND|remoteSupport
Für die standortverteilte Produktion setzt das Assistenzsystem XTEND|remoteSupport auf eine vernetzte Assistenz, die ortsunabhängig Arbeitsplätze miteinander verbindet. Dazu wird der Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Komponenten des Produktionssystems mittels gängiger Industrie 4.0-Standards wie Automation Markup Language (AutomationML) oder OPC United Architecture (OPC UA) implementiert. Auf dieser Basis kann ein nahtloser Datenfluss geschaffen und durch Synergien eine breite Nutzbarkeit des Systems ermöglicht werden. Zudem unterstützen die Standards die kooperative Zuarbeit zwischen zwei Arbeitsplätzen: In einem Augmented Reality-basierten Videokonferenzmodus können sich ortsentfernte Monteure im Bedarfsfall einander zuschalten und aus den verschiedenen Kameraperspektiven im Arbeitsumfeld des fremden Montageprozesses agieren. Sie können dabei in einem innovativen Interaktionsmodus zur gezielten Anleitung aktiv Bereiche im beobachteten Arbeitsraum hervorheben.
